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菱鎂礦的多產品加工利用
【摘 要】文章介紹了我國菱鎂礦資源發(fā)展現(xiàn)狀、存在的幾點問題及菱鎂礦的選礦工藝；從資源綜合利用的角度闡述聯(lián)產梯級加工、開發(fā)高附加值鎂產品及尾礦的合理利用。
【關鍵詞】菱鎂礦；利用；選礦；資源綜合利用；高附加值產品；尾礦
1.我國菱鎂礦資源現(xiàn)狀及存在的問題
我國菱鎂礦儲量居世界首位，也是我國的優(yōu)勢非金屬礦產資源。截至2000年底全世界已探明儲量為100億噸左右，其中我國所占份額約為31.2%，主要分布在遼寧、山東等地區(qū)，西北地區(qū)次之。而遼寧儲量最為豐富，約占全國總儲量的85.6%；此外，其還具有高品位‘質地優(yōu)良等特點。菱鎂礦可分為晶質和隱晶質兩大類，而隱晶質礦床在我國極少。菱鎂礦大多數(shù)被加工為氧化鎂產品，制成堿性耐火材料用于冶金工業(yè)；部分也用來提取金屬鎂；還用于化學工業(yè)制取鎂的化合物；建筑工業(yè)上用菱鎂礦制含鎂水泥等。然而長期以來棄貧取優(yōu)的掠奪式開采造成我國高品位菱鎂礦資源日益巨減；巨量的低品位礦石未能得到有效的利用，造成資源的極大浪費。另外，目前國內外對菱鎂礦初級原料需求相對減少，對高附加值鎂產品需求不斷上漲。而我國科學技術水平制約著我國對高附加值產品的開發(fā)。盡管我們占據(jù)著優(yōu)勢的礦產資源，然而形式對我國依然十分嚴峻。
2.菱鎂礦的選礦初加工工藝
由于我國菱鎂礦資源的特點，我國對菱鎂礦選礦工藝的研究落后于某些國家相當長一段時期。近年來，隨著高品位礦石的不斷消耗，高附加值產品需求的增長，我國的菱鎂礦選礦工藝研究取得了長足的發(fā)展，科研工作者做了大量的工作：1965年6月我國海城對菱鎂礦進行了熱法（焙燒-風選）選礦試驗；同年，我國開始了菱鎂礦浮選飾演的研究工作；1977年8月及1978年武漢鋼鐵學院分別對大石橋鎂礦進行了浮選提純實驗，是我國菱鎂礦選礦基本趕上世界先進水平。[2]然而，在實際選礦生產中仍然存在著許多的問題。由于礦石性質的差異機選別條件的制約，選礦方法也各具特色，常見的集中有：熱選法、浮選法、重選法、磁選法、靜電分選法、化學選礦等。
2.1重選法
重選法是因目的礦物與脈石礦物密度的差異，借助于一定的分選設備使其分離富集的方法。由于菱鎂礦分選一般采用重介分選，顯然礦粒的粒度與形狀也是分選效果的制約因素，分析菱鎂礦的礦物組成可知其與伴生礦物及脈石礦物的比重差較小。因此分選效果不理想，而且處理的礦石粒度大于3mm，工業(yè)上常用于提高回收率。近年來，隨著對菱鎂礦的深入研究國外出現(xiàn)了多孔性細粒菱鎂礦的重力分選的研究，并取得了顯著的效果。
2.2浮選法
對細粒級低品位菱鎂礦的利用及精細化工高純度的要求，浮選法應用于處理菱鎂礦取得了理想的效果。硅酸鹽等脈石礦物較容易除去，而與菱鎂礦化學成分、晶體結構相近的白云石均為極性礦物，破碎后斷面呈離子鍵，不飽和性強，親水，不易浮。因此表面性質不明顯，在晶格中鈣、鎂、鐵之間又可以互換而成類質同象，故需要選擇適當浮選藥劑來控制浮選效果。近年來，國內對菱鎂礦的浮選研究較多。如程建國、余永富針對海城二級菱鎂礦的礦石性質和生產現(xiàn)狀研究，通過實驗確立了反浮選—正浮選流程；反浮選用鹽酸、水玻璃、十二胺藥劑方案，顯著提高脫硅率；正浮選用水玻璃、六偏磷酸鈉、SM捕收劑，同樣取得理想的效果。[2]
2.3熱選法
對菱鎂礦的熱重分析、差熱分析及煅燒后的化學組成、礦物組成分析，菱鎂礦中碳酸鎂與其他脈石礦物在熱學性質上有明顯差異。將菱鎂礦加熱至分解溫度一段時間，其主要成分碳酸鎂分解，然后分解出的氧化鎂重結晶，疏松、易碎。而其中的脈石礦物未分解或高溫變質為較硬的其他物質。然后經(jīng)過選擇性磨礦、分級得到含氧化鎂較高的精礦；再磨后風選進一步提高品位；工業(yè)上常加氯化銨等添加劑混合焙燒降低能耗。
2.4其他分選工藝
隨著科學技術水平的提高各個學科交匯，近年來出現(xiàn)了不少其他的菱鎂礦分選新工藝。日本利用礦石導電性的差異、礦石整流性與臨界電位的不同，借助電選設備高效分離菱鎂礦；希臘用選擇增強礦物磁性的方法進行菱鎂礦的磁選試驗；還有使用Rhodococus op acus菌作為生物捕收劑浮選分離方解石與菱鎂礦；此外，鹽酸法、胺法與碳酸銨鹽法等化學分選工藝提高精礦品味也得到廣泛應用。
3.菱鎂礦的初級利用、存在的問題及解決方向
諸如冶金這樣需要耐高溫材料行業(yè)的快速發(fā)展，鎂質耐火材料得到了廣泛應用，其次在造紙、陶瓷、制糖、建材等工業(yè)部門也有重要用途。然而這些對菱鎂礦的運用科技含量低且均以高品位礦石為原料，顯然這是種不正常的現(xiàn)象并造成資源的浪費。長期的初級利用造成我國菱鎂礦資源存在一系列問題：儲量豐富、合理利用少、大量低品位礦石浪費、高品位礦床逐漸消失且利用效率低、產品附加值低；為合理解決這些問題有以下幾個方向：（1）開展國土資源保護工作加強菱鎂礦政治整合、合理規(guī)劃管理（2）加強加深菱鎂礦選礦提純的工藝技術水平（3）開展資源綜合利用研究工作，有效地解決尾礦級低品位礦石的利用問題4.積極探索開發(fā)高附加值鎂產品與精細化工。
4.高附加值嶺煤礦產品開發(fā)
我國大量出口菱鎂礦原料及低級鎂產品，而大量進口高端鎂產品，犧牲資源換取產品價值，可見我國發(fā)展、開發(fā)高附加值鎂產品十分緊迫、十分必要；目前集中在開發(fā)利用物理化學性質的晶須產品、化學性質的鎂鹽精細化工產品及高純鎂產品與納米材料等。
4.1晶須產品
晶須是人工合成的纖維狀單晶體，結晶完美、尺寸小、具有各種抗極限條件的性質，在工業(yè)制造中得到廣泛的應用，尤其是在航空航天等事業(yè)中發(fā)揮這重要作用。
4.2其他高檔產品
利用菱鎂礦中有益組分氧化鎂提取金屬鎂，目前研究較多的采用鎂鹽電解提鎂與菱鎂礦真空熱還原法煉鎂；鎂質納米材料及鎂質礦物凝膠材料在未來的鎂產品的開發(fā)中也值得深入研究。
5.菱鎂礦尾礦資源的開發(fā)利用
由于我國菱鎂礦資源的特點，長期以來人們忽略對菱鎂礦尾礦資源的開發(fā)利用，然而作為一種不可再生資源，如何做到可持續(xù)發(fā)展，要求我們摒棄采富棄貧的生產方式，合理利用好尾礦資源。菱鎂礦尾礦中含有豐富的鈣、硅、鐵、錳等資源，需要我們逐步深入探索選礦工藝、優(yōu)化產業(yè)結構、開發(fā)系類產品，真正做到“一礦多用、復合利用、綜合利用”。尾礦的利用不僅為國家增添財富，還為企業(yè)帶來效益，保護環(huán)境等諸多益處。
6.結語
菱鎂礦資源為我國非金屬的優(yōu)勢資源，為我國出口創(chuàng)匯、國民經(jīng)濟發(fā)展起了重要作用，然而粗放型的產業(yè)模式是我國在鎂質產品方面的形式十分緊迫。當前我們急需解決的問題有：（1）改變生產理念，貫徹可持續(xù)發(fā)展方針，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟。（2）大力培養(yǎng)健全的科技人才隊伍，建立采—選—開發(fā)—銷售一體化的科研團隊。（3）深入探索選礦提純工藝技術，合理利用低品位礦石。（4）加大對高附加值產品的投入與研發(fā)。（5）開展資源綜合利用，利用尾礦資源。合理有效地解決以上問題才能真正發(fā)揮我國菱鎂礦的資源優(yōu)勢，提高在國際市場的占有率。
【參考文獻】
[1]李承元.國內外菱鎂礦資源開發(fā)應用現(xiàn)狀及展望[J].世界有色金屬，1997，（12）.
[2]王星亮.低品位菱鎂礦浮選提純研究[J].碩士學位論文，2008，6.
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